Robust control over sustainable technical object with time delay in control with disturbance compensation

Abstract

Предложена новая структурная схема системы, обеспечивающая робастное управление объектом при наличии запаздывания по управлению с компенсацией медленно изменяющихся возмущений. На основании внутренней модели объекта в каждый момент времени оценивается реакция выхода системы на возмущение. Вместо предиктора в контуре управления использована специаль-ная следящая номинальная система, на вход которой подается сигнал, а ком-пенсация возмущения производится управляющим воздействием, которое фор-мируется в этой следящей системе. Предложенная схема позволяет снизить чувствительность систем к параметрической неопределенности модели объекта и величины запаздывания. Ключевые слова: неопределенность, запаздывание, возмущение, компенсация, предиктор, номинальная системаВведение. В настоящей работе рассматриваются традиционные законы робастного управления с компенсацией медленно изменяющихся возмущений, действующих в низкочас-тотном диапазоне (величина запаздывания считается неопределенной). В качестве примеров таких возмущений можно привести изменение размалываемости материала на входе мельни-цы или изменение теплотворной способности топлива в печи.Обычно такие детерминированные возмущения в нормальном режиме функционирова-ния технического объекта представляют собой медленно ослабевающие, а затем усиливаю-щиеся сигналы. На этапе анализа синтезированной системы управления они могут описы-ваться синусоидой с малой частотой или линейно изменяющимися пилообразными сигнала-ми. При решении задачи синтеза предполагается, что их форма заранее неизвестна.Если не предпринять специальные меры по подавлению таких возмущений, то невоз-можно выполнить требования по точности. Известно [1], что в этих условиях оптимальной по интегральному квадратичному критерию является комбинированная система, рассматривае-мая в настоящей работе.Для объектов без запаздывания или с запаздыванием только по состоянию решения за-дачи парирования возмущений известны [2][3][4][5][6]. Для объектов с запаздыванием по управле-нию аналогичные исследования начали проводиться только в недавнее время. Наиболее пол-ные результаты получены для случая мультигармонического возмущения [7,8].В настоящей работе эта задача решается в классе робастных систем с типовыми регуля-торами для описанного выше медленно меняющегося возмущения произвольной формы (предполагается, что известен только интервал определения величины запаздывания).Постановка задачи. Рассмотрим устойчивый объект регулирования с запаздыванием по управлению, который описывается моделью вида

Моделювання Системи Керування З Регулятором На Підставі Внутрішньої Моделі

“…Теоретично такі системи дають змогу зменшити перерегулювання, час регулювання, коливальність перехідних процесів (Karakawa et al, 2002). Особливу увагу під час створення таких систем приділяють питанням вибору внутрішньої моделі та налаштування регуляторів для забезпечення робастності та досконалості керування (Wang et al, 2006;Remizova & Fokin, 2016;Vilanova et al, 2018). У роботі (Kovrygo & Bahan, 2015) на підставі аналізу проблем керування інерційними контурами доведено доцільність застосування структур регуляторів із внутрішньою моделлю на базі Н ∞ -норми замкненої системи.…”